(57)【要約】【課題】基板上に塗布された液晶の濡れ広がりを制御することが可能な、液晶装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板２２０に液晶を塗布する液滴吐出装置１０と、液晶塗布前の基板２２０を予備加熱する多段式オーブン１２０と、液晶塗布後の基板２２０を冷却するクーリングプレート１３０とを有する構成とした。また、多段式オーブン１２０から液滴吐出装置１０に対して基板２２０を自動搬送する第１ロボットアーム１２５と、液滴吐出装置１０からクーリングプレート１３０に対して基板２２０を自動搬送する第２ロボットアーム１３５とを有する構成とした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して液状体を塗布する装置であって、
前記基板に前記液状体を塗布する塗布部と、前記液状体が塗布される前記基板を予備加熱する予備加熱部と、前記予備加熱部から前記塗布部に対して前記基板を自動搬送する搬送手段と、を有することを特徴とする液状体の塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液状体の塗布装置において、
前記搬送手段には、前記基板の加熱手段が設けられていることを特徴とする液状体の塗布装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の液状体の塗布装置において、
前記塗布部には、前記基板の加熱手段が設けられていることを特徴とする液状体の塗布装置。
【請求項４】
基板に対して液状体を塗布する装置であって、
前記基板に前記液状体を塗布する塗布部と、前記基板に塗布された前記液状体を冷却する冷却部と、を有することを特徴とする液状体の塗布装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液状体の塗布装置において、
前記塗布部から前記冷却部に対して前記基板を自動搬送する搬送手段を有することを特徴とする液状体の塗布装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液状体の塗布装置において、
前記搬送手段には、前記基板に塗布された前記液状体の冷却手段が設けられていることを特徴とする液状体の塗布装置。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の液状体の塗布装置において、
前記塗布部には、前記基板に塗布された前記液状体の冷却手段が設けられていることを特徴とする液状体の塗布装置。
【請求項８】
基板に対して液状体を塗布する方法であって、
前記基板を予備加熱する予備加熱部において、前記基板を予備加熱する工程と、
前記予備加熱部から、前記基板に前記液状体を塗布する塗布部に対して、前記基板を自動搬送する工程と、
前記塗布部において、前記基板に前記液状体を塗布する工程と、
を有することを特徴とする液状体の塗布方法。
【請求項９】
基板に対して液状体を塗布する方法であって、
前記基板に塗布された前記液状体を冷却することを特徴とする液状体の塗布方法。
【請求項１０】
一対の基板と、前記一対の基板間の周縁部に設けられた封止材と、前記一対の基板および前記封止材によって形成される空間に封入された液晶とを有する液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうち一方の前記基板に前記液晶を塗布する前に、前記一方の基板を予備加熱することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液晶装置の製造方法において、
前記一対の基板のうち他方の前記基板に前記封止材を塗布して、前記液晶が塗布された前記一方の基板と貼り合せることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１２】
一対の基板と、前記一対の基板間の周縁部に設けられた封止材と、前記一対の基板および前記封止材によって形成される空間に封入された液晶とを有する液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうち一方の前記基板に前記液晶を塗布した後に、前記一方の基板に塗布された前記液晶を冷却することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液晶装置の製造方法において、
前記一方の基板に塗布された前記液晶が前記封止材と接触しうる位置まで濡れ広がる前に、前記一方の基板に塗布された前記液晶の冷却を開始することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載の液晶装置の製造方法を使用して製造したことを特徴とする液晶装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状体の塗布装置、液状体の塗布方法、液晶装置の製造方法、液晶装置および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の電子機器におけるカラー画像表示部には、液晶表示装置等の電気光学装置が使用されている。液晶表示装置は、一対の透明基板の間に液晶層が挟持されて構成されている。この液晶表示装置を形成するには、まず一方の基板の表面周縁部にシール材を塗布する。その際、シール材の一部に液晶の注入口を形成しておく。次に、シール材の内側にスペーサを散布し、シール材を介して他方の基板を貼り合わせる。これにより、一対の基板とシール材とによって囲まれた領域に液晶セルが形成される。次に、真空中で液晶セル内を脱気し、液晶注入口を液晶槽内に浸漬した状態で、全体を大気圧下に戻す。すると、液晶セルと外部との圧力差および表面張力によって、液晶セル内に液晶が充填される。
【０００３】
しかしながら、上述した方法で液晶を充填した場合には、充填時間が非常に長くなる。特に、対角１ｍ以上の大型の基板を使用する場合には、液晶の充填に１日以上を要することになる。
【０００４】
そこで、インクジェット等の液滴吐出装置を用いて基板上に液晶を塗布する滴下組立法が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。この方法は、まず一方の基板の表面周縁部に、熱硬化性樹脂等からなるシール材を塗布する。次に、そのシール材の内側に、液滴吐出装置により所定量の液晶を滴下する。最後に、シール材を介して他方の基板を貼り合わせ、液晶表示装置を形成するというものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２２１６６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した滴下組立法では、基板上に塗布された液晶の濡れ広がり範囲を制御するのが困難であるという問題がある。塗布された液晶の粘度が低く濡れ広がり速度が速いと、濡れ広がった液晶が硬化前のシール材と接触して、液晶に異物が混入するおそれがある。この異物の混入により、液晶の配向機能が低下し、表示ムラが発生することになる。また、塗布された液晶の粘度が高く濡れ広がり速度が遅いと、液晶の塗り残しが発生するおそれがある。この塗り残しにより、液晶装置における一部の画素が形成されなくなり、液晶装置の歩留まりが低下することになる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、基板上に塗布された液状体の濡れ広がり速度を制御することが可能であり、また液状体塗布工程のスループットを向上させることが可能な、液状体の塗布装置、液状体の塗布方法の提供を目的とする。また、表示品質に優れた液晶装置の製造方法、液晶装置および電子機器の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る液状体の塗布装置は、基板に対して液状体を塗布する装置であって、前記基板に前記液状体を塗布する塗布部と、前記液状体の塗布前の前記基板を予備加熱する予備加熱部と、前記予備加熱部から前記塗布部に対して前記基板を自動搬送する搬送手段と、を有することを特徴とする。あらかじめ基板を予備加熱すれば、基板に塗布される液状体の温度が上昇して粘度が低下するので、液状体の濡れ広がり速度を向上させることができる。また、基板を予備加熱することにより、塗布部において基板の温度を上昇させる必要がなくなり、直ちに液状体の塗布を開始することができる。したがって、液状体塗布工程のスループットを向上させることができる。加えて、基板を自動搬送する搬送手段を有する構成としたので、基板の搬送が効率化され、液状体塗布工程のスループットを向上させることができる。
【０００９】
また、前記搬送手段には、前記基板の加熱手段が設けられていることが望ましい。この構成によれば、搬送中における基板の温度低下を防止することができるので、塗布部において基板を加熱し直すことなく、直ちに液状体の塗布を開始することができる。したがって、液状体塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００１０】
また、前記塗布部には、前記基板の加熱手段が設けられていることが望ましい。この構成によれば、塗布部における基板の温度低下を防止することができるので、基板に塗布された液状体の濡れ広がり速度を向上させることができる。
【００１１】
一方、本発明に係る他の液状体の塗布装置は、基板に対して液状体を塗布する装置であって、前記基板に前記液状体を塗布する塗布部と、前記基板に塗布された前記液状体を冷却する冷却部と、を有することを特徴とする。基板に塗布された液状体を冷却することにより、液状体の温度が低下して粘度が上昇するので、液状体の濡れ広がり速度を低下させることができる。
【００１２】
また、前記塗布部から前記冷却部に対して前記基板を自動搬送する搬送手段を有することが望ましい。この構成によれば、基板の搬送が効率化され、液状体塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００１３】
また、前記搬送手段には、前記基板に塗布された前記液状体の冷却手段が設けられていることが望ましい。この構成によれば、迅速に液状体の濡れ広がり速度を低下させることができるので、液状体塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００１４】
また、前記塗布部には、前記基板に塗布された前記液状体の冷却手段が設けられていてもよい。この構成によれば、迅速に液状体の濡れ広がり速度を低下させることができるので、液状体塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００１５】
一方、本発明に係る液状体の塗布方法は、基板に対して液状体を塗布する方法であって、前記基板を予備加熱する予備加熱部において、前記基板を予備加熱する工程と、前記予備加熱部から、前記基板に前記液状体を塗布する塗布部に対して、前記基板を自動搬送する工程と、前記塗布部において、前記基板に前記液状体を塗布する工程と、を有することを特徴とする。この構成によれば、液状体の濡れ広がり速度を上昇させることができる。また、液状体塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る他の液状体の塗布方法は、基板に対して液状体を塗布する方法であって、前記基板に前記液状体を塗布した後に、前記基板を冷却することを特徴とする。この構成によれば、液状体の濡れ広がり速度を低下させることができる。
【００１７】
一方、本発明に係る液晶装置の製造方法は、一対の基板と、前記一対の基板間の周縁部に設けられた封止材と、前記一対の基板および前記封止材によって形成される空間に封入された液晶とを有する液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち一方の前記基板に前記液晶を塗布する前に、前記一方の基板を予備加熱することを特徴とする。この構成によれば、液晶の濡れ広がり速度を上昇させることができる。また、液晶塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００１８】
また、前記一対の基板のうち他方の前記基板に前記封止材を塗布して、前記液晶が塗布された前記一方の基板と貼り合せることが望ましい。この構成によれば、封止材が塗布されていない一方の基板を予備加熱するので、両基板を貼り合せる前に封止材が加熱されて硬化するおそれがない。したがって、両基板の貼り合せ不良の発生を回避することができる。
【００１９】
一方、本発明に係る他の液晶装置の製造方法は、一対の基板と、前記一対の基板間の周縁部に設けられた封止材と、前記一対の基板および前記封止材によって形成される空間に封入された液晶とを有する液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち一方の前記基板に前記液晶を塗布した後に、前記一方の基板に塗布された前記液晶を冷却することを特徴とする。この構成によれば、液晶の濡れ広がり速度を低下させることができる。
【００２０】
また、前記一方の基板に塗布された前記液晶が前記封止材と接触しうる位置まで濡れ広がる前に、前記一方の基板に塗布された前記液晶の冷却を開始することが望ましい。この構成によれば、基板に塗布された液晶が、封止材による貼り合わせ位置を越えて濡れ広がることがない。したがって、液晶セル内の液晶量が不足して塗り残しが発生することがなく、また一対の基板の貼り合わせ不良が発生することもない。さらに、液晶が封止材と接触して液晶中に異物が混入するおそれがない。
【００２１】
一方、本発明に係る液晶装置は、上述した液晶装置の製造方法を使用して製造したことを特徴とする。この構成によれば、液晶中への異物の混入や、基板上における液晶の塗り残しがなくなり、表示品質に優れた液晶装置を提供することができる。
【００２２】
一方、本発明に係る電子機器は、上述した液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。以下には、液状体として液晶を塗布することにより液晶装置を製造する方法およびその装置を例にして説明するが、本発明は液晶以外の液状体を塗布する場合にも適用することが可能である。
【００２４】
［液晶装置］
図２に、液晶装置のカラーフィルタ基板を取り外した状態の平面図を示す。また図３に、図２のＨ−Ｈ′線に相当する部分における液晶装置の側面断面図を示す。なお、図２ではＴＦＴアレイ基板の平面構造を説明するためカラーフィルタ基板を取り外した状態の平面図を示しているが、図３ではカラーフィルタ基板を含めた液晶装置全体の側面断面図を示している。液晶装置２００は、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０と、シール材２５２とによって形成される空間に、液晶２５０を封入して複数の画素を形成したものである。
【００２５】
図２に示すＴＦＴアレイ基板２１０は、ガラス等の基板の表面に、各画素のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成したものである。各ＴＦＴ（不図示）のゲート電極からは、複数の走査線（不図示）が平行に延設されている。また、各ＴＦＴの上方には層間絶縁膜が形成され、その表面には複数のデータ線（不図示）が平行に形成されている。そして、各ＴＦＴのソースはスルーホールを介して各データ線に接続されている。なお、各走査線および各データ線は相互に直交させて格子状に配置され、各走査線は基板周縁部に形成された走査線駆動回路２０４に接続され、各データ線は基板周縁部に形成されたデータ線駆動回路２０１に接続されている。また、走査線駆動回路２０４およびデータ線駆動回路２０１を外部に接続するための端子２０２が基板周縁部に形成されている。さらに、データ線の上方には層間絶縁膜が形成され、その表面に画素電極（不図示）が形成されている。そして、各ＴＦＴのドレインは、スルーホールを介して画素電極に接続されている。加えて、画素電極の上方には、液晶分子の配向膜が形成されている。
【００２６】
一方、図３に示すカラーフィルタ基板２２０は、ガラス等の基板の表面に、ＲＧＢ各色のカラーフィルタ層２２３を形成したものである。なお各カラーフィルタ層２２３の間隙には、額縁状にブラックマトリクスが形成されている。またカラーフィルタ層の表面には保護膜が形成され、その表面にはＩＴＯ等からなる共通電極２２１が形成されている。さらに共通電極２２１の上方には、液晶分子の配向膜が形成されている。ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０の配向膜は、ポリイミドの薄膜等によって構成されている。また、その配向膜の表面をナイロンのロール等によって所定方向に擦ることにより、ラビング処理が施されている。このラビング処理により、上記所定方向に液晶分子を配向規制することができる。なおラビング処理に代えて、配向膜の表面に複数の長細い突起等を形成することにより、液晶分子の配向規制を行うことも可能である。また、ＴＦＴアレイ基板２１０における配向膜の配向規制方向と、カラーフィルタ基板２２０における配向膜の配向規制方向とは、所定角度ずれた状態になっている。
【００２７】
そして図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板２１０の画像表示領域の周辺部に、硬化前の熱硬化性樹脂等からなるシール材２５２が塗布されている。なおシール材２５２はＴＦＴアレイ基板２１０の全周に形成され、その角部にはカラーフィルタ基板の共通電極をＴＦＴアレイ基板２１０に引き回すための導通部材２０６が形成されている。また図３に示すように、カラーフィルタ基板２２０におけるシール材２５２の内側に相当する領域には、後述する塗布方法により液晶２５０が塗布されている。そして、このシール材２５２を介して、ＴＦＴアレイ基板２１０とカラーフィルタ基板２２０とが貼り合わされている。これにより、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０と、シール材２５２とによって形成される空間内に、液晶２５０が封入されるようになっている。さらに、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０の外側表面には、偏光フィルム（不図示）が形成されている。以上のように液晶装置２００は構成されている。そして、液晶装置２００の画像表示領域には複数の画素がマトリクス状に形成されている。
【００２８】
［液滴吐出ユニット］
図１に、本実施形態に係る液滴吐出ユニットのブロック図を示す。液晶装置の製造装置である液滴吐出ユニット１は、主に、上述したカラーフィルタ基板（以下、単に基板という）２２０に液晶を塗布する塗布部（液滴吐出装置１０）と、液晶塗布前の基板２２０を予備加熱する予備加熱部（多段式オーブン１２０）と、液晶塗布後の基板２２０を冷却する冷却部（クーリングプレート１３０）と、によって構成されている。
【００２９】
図４に、塗布部を構成する液滴吐出装置１０の概略的な外観斜視図を示す。液滴吐出装置１０は、主に、液晶を吐出するインクジェットヘッド（ヘッド）２０およびヘッド移動手段１６と、基板２２０を載置するステージ４６およびステージ移動手段１４と、によって構成されている。
【００３０】
ヘッド移動手段１６は、所定間隔で立設された２本の支柱１６ａ，１６ａと、両支柱の上端部に架設されたコラム１６ｂとによって構成されている。そのコラム１６ｂの下面には、図４のＸ方向に伸びるガイドレール（不図示）およびそのガイドレールに沿って移動可能なスライダ（不図示）等が設けられている。上述したスライダの駆動手段として、たとえばリニアモータ等が採用されている。これにより、スライダの下方に配置されたヘッド２０がＸ方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で停止可能とされている。一方、上述したスライダの表面にはリニアモータ６２等が固定され、そのリニアモータ６２によりロッド（不図示）が図４のＺ方向に移動可能とされている。そして、そのロッドの先端にヘッド２０が固定されている。これにより、ヘッド２０はＺ方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で停止可能とされている。さらに、他のモータ等にヘッド２０を接続することにより、ヘッド２０をＸ，ＹおよびＺ軸まわりに回動可能とし、また任意の位置で停止可能としてもよい。
【００３１】
ここで、ヘッド２０の構造例について、図５を参照して説明する。ヘッド２０のヘッド本体９０には、リザーバ９５および複数のインク室（圧力発生室）９３が形成されている。リザーバ９５は、各インク室９３に液晶等のインクを供給するための流路になっている。また、ヘッド本体９０の一方端面には、インク吐出面２０Ｐを構成するノズルプレートが装着されている。そのノズルプレートには、各インク室９３に対応して、インクを吐出する複数のノズル９１が開口されている。そして、各インク室９３から対応するノズル９１に向かって流路が形成されている。一方、ヘッド本体９０の他方端面には振動板９４が装着されている。この振動板９４はインク室９３の壁面を構成している。その振動板９４の外側には、各インク室９３に対応して、ピエゾ素子（圧力発生手段）９２が設けられている。ピエゾ素子９２は、水晶等の圧電材料を一対の電極（図示せず）で挟持したものである。
【００３２】
図６は、ピエゾ素子の駆動電圧波形Ｗ１と、その駆動電圧に対応したヘッド２０の動作を示す概略図である。以下には、ピエゾ素子９２を構成する一対の電極に対して、波形Ｗ１の駆動電圧が印加された場合について説明する。まず正勾配部ａ１，ａ３では、ピエゾ素子９２が収縮してインク室９３の容積が増加し、リザーバ９５からインク室９３内にインクが流入する。また負勾配部ａ２では、ピエゾ素子９２が膨張してインク室９３の容積が減少し、加圧されたインク９９がノズル９１から吐出される。そして、この駆動電圧波形Ｗ１の振幅および印加回数等により、インクの塗布量が決定される。
【００３３】
なおヘッド２０の駆動方式として、ピエゾ素子９２を用いたピエゾジェットタイプに限られず、例えば熱膨張を利用したサーマルインクジェットタイプなどを採用してもよい。また液晶の塗布手段として、インクジェットヘッド以外の塗布手段を採用することも可能である。インクジェットヘッド以外の液晶塗布手段として、たとえばディスペンサを採用することができる。ディスペンサは、インクジェットヘッドに比べて大口径のノズルを有しているので、粘度が高い状態の液晶を吐出することも可能である。
【００３４】
一方、図４に示す液滴吐出装置１０において、ステージ移動手段１４は、Ｙ方向に伸びるガイドレール（不図示）およびガイドレールに沿って移動可能なスライダ（不図示）等によって構成されている。このスライダの駆動手段として、たとえばリニアモータ等が採用されている。これにより、スライダの上方に配置されたステージ４６がＹ方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で停止可能とされている。さらに、他のモータ等にヘッド２０を接続することにより、ステージ４６をＺ軸まわりに回動可能とし、また任意の位置で停止可能としてもよい。なお、塗布された液晶の濡れ広がりを促進させるため、ステージ４６に対する振動付与手段７０を設けてもよい。この場合、ステージ移動手段１４に対して振動付与手段７０を装着し、振動付与手段７０に対してステージ４６を装着すればよい。一方、ステージ４６の上面には、基板２２０の吸着保持手段（不図示）が設けられている。
【００３５】
そして、図４に示す液滴吐出装置１０には、動作制御部８０が設けられている。動作制御部８０は、ヘッド移動手段１６およびリニアモータ６２に対して動作信号を出力することにより、ヘッド２０を所定位置に移動させることができる。また、ヘッド２０のピエゾ素子に対して駆動信号を出力することにより、ヘッド２０から所定タイミングで所定量の液晶を吐出させることができる。一方、動作制御部８０は、ステージ移動手段１４に対して動作信号を出力することにより、ステージ４６を所定の位置に移動させることができる。また振動付与手段７０を設けた場合には、その振動付与手段７０に対して駆動信号を出力することにより、ステージ４６を所定方向に振動させることができる。
【００３６】
一方、液晶等のインクの温度を調整するため、ヘッド２０にはヒータ等の温度調節手段および温度センサ（不図示）が装着されている。また、インクはインクタンク８６からインク流路８７を介してヘッド２０に供給されるので、このインクタンク８６およびインク流路８７にもヒータ等の温度調節手段および温度センサ（不図示）が設けられている。なお、基板２２０が載置されるステージ４６にも、ヒータおよびクーラ等の温度調節手段ならびに温度センサ（不図示）が設けられている。そして、液滴吐出装置１０には温度制御部８２が設けられ、上述した各温度センサによる計測結果をモニタしつつ、各温度調節手段の動作を制御することにより、インクを所定温度に調節することができるようになっている。なお、上述した各温度調節手段に代えて、または上述した各温度調節手段とともに、内部温度の調節が可能なチャンバを液滴吐出装置１０の周囲に設けてもよい。このチャンバは、液滴吐出装置１０の全体を包含するものであってもよいし、基板２２０が載置されるステージ４６およびヘッド２０のみを包含するものであってもよい。このチャンバにより、塗布前後の液晶の温度を一括して管理することができる。
【００３７】
一方、図１に示す液滴吐出ユニットでは、液滴吐出装置１０の上流側に、基板２２０の予備加熱部を構成する多段式オーブン１２０が設けられている。多段式オーブン１２０は、主に、ヒータ等の加熱手段を備えたチャンバと、チャンバ内部に設けられた複数の棚部と、チャンバ内部に装着された温度センサと、チャンバ内部の温度を制御する温度制御部と、によって構成されている。チャンバ内部には、複数の基板２２０を載置する複数の棚部が設けられている。これにより、複数の基板２２０に対するバッチ処理が可能になり、液晶塗布工程のスループットを向上させることができる。この複数の棚部を包含するように、チャンバは大型の箱状に形成されている。そして、チャンバの内壁にはヒータ等の加熱手段が装着され、複数の基板を均等に加熱しうるようになっている。温度制御部は、温度センサによる計測結果に基づいて加熱手段の動作信号を出力し、チャンバ内部を所定温度に保持することができる。なお、上述した多段式オーブン１２０以外でも、基板２２０を所定温度に予備加熱しうる装置であれば、予備加熱部に採用することができる。
【００３８】
また、多段式オーブン１２０と液滴吐出装置１０との間には、基板２２０の第１搬送手段として第１ロボットアーム１２５が設けられている。第１ロボットアーム１２５は、主に回動軸と、回動軸のまわりを回動可能なアームと、アームの先端に設けられた真空吸着手段および加熱手段と、アーム等の動作を制御する制御部とによって構成されている。アームは、多段式オーブン１２０の位置から液滴吐出装置１０の位置まで回動軸のまわりを回動可能に形成されている。真空吸着手段は、基板２２０の裏面等を真空吸着して、基板２２０を保持しうるように形成されている。加熱手段は、真空吸着手段により保持された基板２２０を加熱するヒータおよび温度センサ等によって構成されている。制御部は、アームの駆動モータや真空吸着手段、加熱手段等に動作信号を出力して、これらの動作を制御しうるようになっている。なお、上述した第１ロボットアーム以外でも、予備加熱部から塗布部へと基板を搬送しうる装置であれば、第１搬送手段として採用することができる。
【００３９】
一方、液滴吐出装置１０の下流側には、基板２２０の冷却部を構成するクーリングプレート１３０が設けられている。クーリングプレート１３０は、主に、基板２２０を載置するプレートと、プレート表面に装着された温度センサと、プレート内部に形成された冷却水の流路と、プレート表面の温度を制御する温度制御部と、によって構成されている。プレートは、熱伝導率の高い金属材料等によって構成されている。プレート内部の流路には、外部のポンプから冷却水が供給されるようになっている。温度制御部は、温度センサの計測結果に基づいて冷却水の流量を変化させ、プレート表面を所定温度に保持することができる。なお、上述したクーリングプレート１３０以外でも、基板を所定温度に冷却しうる装置であれば、冷却部に採用することができる。
【００４０】
また、液滴吐出装置１０とクーリングプレート１３０との間には、基板２２０の第２搬送手段として第２ロボットアーム１３５が設けられている。第２ロボットアーム１３５の構成は第１ロボットアーム１２５と同様であるが、第１ロボットアーム１２５における加熱手段に代えて、第２ロボットアーム１３５では冷却手段が設けられている。冷却手段は、真空吸着手段により保持された基板２２０を冷却するクーラおよび温度センサ等によって構成されている。制御部は、この冷却手段等に動作信号を出力してその動作を制御することができる。なお、上述した第２ロボットアーム以外でも、塗布部から冷却部へと基板２２０を搬送しうる装置であれば、第２搬送手段として採用することができる。
【００４１】
［液晶装置の製造方法］
次に、上述した液滴吐出ユニットを使用して液晶を塗布する方法につき、図１、図４および図７を使用して説明する。図７は、本実施形態に係る液晶装置の製造方法の説明図である。本実施形態では、カラーフィルタ基板２２０に液晶を塗布して、シール材が形成されたＴＦＴアレイ基板２１０と貼り合わせる場合を例にして説明する。
【００４２】
図１に示すように、まず基板２２０を多段式オーブン１２０に投入して予備加熱する。多段式オーブン１２０の内部温度は、たとえば７０℃に設定しておく。具体的には、チャンバ内部に装着された温度センサによる計測結果が７０℃を下回る場合には、ヒータ等の加熱手段の運転を開始すべく、温度制御部から運転開始信号が出力される。また、温度センサによる計測結果が７０℃を上回る場合には、ヒータ等の加熱手段の運転を停止すべく、温度制御部から運転停止信号が出力される。これにより、多段式オーブン１２０の内部温度が７０℃に保持される。
【００４３】
多段式オーブン１２０では、基板２２０を７０℃で１０分程度加熱する。多段式オーブン１２０に対しては、複数の基板２２０を同時に投入してもよいし、液滴吐出装置１０での処理時間ごとに順次投入してもよい。後者の場合において、投入した順番に基板２２０を搬出すれば、各基板に対する予備加熱時間が均一化されるとともに、液滴吐出装置１０に対して連続的に基板２２０を供給することができる。そして多段式オーブン１２０の内部では、各棚部の上に各基板２２０を載置して各基板を均等に加熱する。
【００４４】
図７に示すように、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板２１０にシール材２５２を塗布し、カラーフィルタ基板２２０に液晶２５０を塗布する。そのため、カラーフィルタ基板２２０を予備加熱することになる。ここで、カラーフィルタ基板２２０にはシール材２５２が塗布されていないので、両基板を貼り合せる前にシール材２５２が加熱されて硬化するおそれがない。したがって、両基板の貼り合せ不良の発生を回避することができる。
【００４５】
次に、図１に示す第１ロボットアーム１２５により、基板２２０を液滴吐出装置１０まで搬送する。具体的には、まずアームを多段式オーブン１２０の位置まで回動する。次に、アーム先端に形成された真空吸着手段により、搬出すべき基板２２０の裏面等を真空吸着する。次に、基板２２０を保持したアームを液滴吐出装置１０の位置まで回動する。そして、図４に示すステージ４６の上方で真空吸着を解除し、基板２２０をステージ４６に載置する。これにより、基板の搬送が効率化され、液晶塗布工程のスループットを向上させることができる。なお、アームによる基板２２０の搬送中に、アーム先端部の加熱手段により基板を加熱して、基板の温度低下を防止するのが好ましい。これにより、液滴吐出装置１０において基板２２０を加熱し直すことなく、直ちに液晶の塗布を開始することができる。したがって、液晶塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００４６】
次に、図４に示す液滴吐出装置１０において、基板２２０に液晶を塗布する。一般に、液晶は高粘性流体であり、常温（２０℃）で５０ｃｐｓ以上の粘度を示す。このような高粘性流体は、ヘッド２０における微小直径のノズルから吐出させることが困難である。なお、ヘッド２０により液晶を安定的に吐出させるには、液体の粘度を１０ｃｐｓ程度に低下させることが必要である。そこで、図４に示す温度制御部８２により、インクタンク８６、インク流路８７およびヘッド２０に装着されたヒータ等の温度調節手段を駆動して、液晶の温度を７０℃程度に保持する。これにより、液晶の粘度が１０ｃｐｓ程度に低下して、ヘッド２０による液晶の吐出が可能になり、所定量の液晶を正確に吐出することができるようになる。
【００４７】
一方、温度制御部８２により、ステージ４６に装着されたヒータ等の温度調節手段を駆動して、ステージ４６の表面温度を７０℃程度に保持しておく。これにより、予備加熱された基板２２０がステージ４６に載置されても、基板２２０の温度低下を防止することができる。
【００４８】
次に、図４に示す動作制御部８０からステージ移動手段１４および／またはヘッド移動手段１６に対して動作信号を出力し、基板２２０における塗布開始位置の上方にヘッド２０を配置させる。そして、動作制御部８０からヘッド２０のピエゾ素子に対して駆動信号を出力し、ヘッド２０から基板２２０に対して液晶を吐出させる。さらに、ステージ４６および／またはヘッド２０を移動させつつ、ヘッド２０から液晶を吐出させる。なお、ヘッド２０とステージ４６との相対的な速度や、ヘッド２０による液晶の吐出周波数、Ｚ軸まわりのヘッド２０の傾斜角度等を調整することにより、単位面積あたりの塗布量を制御することができる。これにより、図７の中央に示すように、基板２２０の表面に液晶２５０が塗布される。なお、基板間のギャップを一定とするため、液晶中に粒子を含ませてもよい。
【００４９】
上述したように、基板２２０の温度は７０℃程度に保持されているため、基板上に塗布された液晶２５０の温度も７０℃程度に保持される。液晶２５０は、７０℃程度の温度で１０ｃｐｓ程度の低粘度となるため、図７の右下に示すように速やかに基板上を濡れ広がる。このように、基板２２０を予備加熱することにより、基板上に塗布された液晶２５０の温度が上昇して粘度が低下するので、液晶の濡れ広がり速度を向上させることができる。また基板２２０を予備加熱することにより、液晶吐出装置において基板の温度を上昇させる必要がなくなり、直ちに液晶２５０の塗布を開始することができる。したがって、液状体塗布工程のスループットを向上させることができる。さらに、液滴吐出装置においても基板２２０を加熱することにより、基板の温度低下を防止することができるので、基板に塗布された液晶２５０の濡れ広がり速度を向上させることができる。加えて、ヘッド２０等を加熱することにより、液晶２５０の吐出が可能になるとともに、基板２２０に塗布された液晶の温度を上昇させる必要がなくなる。したがって、液晶塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００５０】
ところで、液晶２５０を塗布したカラーフィルタ基板２２０は、後述するようにシール材２５２を塗布したＴＦＴアレイ基板２１０と貼り合せる。そのため、カラーフィルタ基板２２０に塗布された液晶が、シール材２５２による貼り合わせ位置を越えて濡れ広がると、液晶セル内の液晶量が不足して塗り残しが発生するほか、両基板の貼り合わせ不良が発生することになる。また、液晶２５０がシール材２５２に接触すると、シール材を構成する樹脂が液晶中に混入するおそれがある。そこで、カラーフィルタ基板２２０に塗布された液晶２５０が、シール材２５２と接触しうる位置まで濡れ広がる前に、液晶の濡れ広がりを抑制する必要がある。
【００５１】
そこで、基板２２０に塗布された液晶を４０℃程度まで冷却する。具体的には、図４に示す温度制御部８２により、ステージ４６に装着された温度センサの計測結果が４０℃程度となるように、クーラ等の温度調節手段を駆動する。これにより、液晶の粘度は２５ｃｐｓ程度まで上昇し、濡れ広がりが抑制される。なお、液晶の冷却目標温度は４０℃に限られず、加熱目標温度である７０℃より低い温度であればよい。また、液晶吐出装置１０において冷却を行うことなく、液晶が塗布された基板２２０を直ちにクーリングプレートまで搬送するようにしてもよい。この場合、液滴吐出装置１０のステージ４６を再び７０℃まで加熱する必要がなくなるので、液晶塗布工程のスループットの低下を防止することができる。
【００５２】
次に、図１に示す第２ロボットアーム１３５により、基板２２０をクーリングプレート１３０まで搬送する。その具体的な方法は、第１ロボットアーム１２５の場合と同様である。なお、アームによる基板２２０の搬送中に、アーム先端部の冷却手段により基板２２０を冷却して、基板の温度低下を促進させてもよい。これにより、迅速に液晶の濡れ広がり速度を低下させることができるので、液晶塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００５３】
そして、基板２２０をクーリングプレート１３０に載置する。クーリングプレート１３０の表面温度は４０℃に設定しておく。具体的には、クーリングプレート１３０の表面に装着された温度センサによる計測結果が４０℃を上回る場合には、クーリングプレート１３０の内部に形成された流路に冷却水を供給すべく、温度制御部から外部ポンプに対して運転開始信号を出力する。また、温度センサによる計測結果が４０℃を上回る場合には、冷却水の供給を停止すべく、温度制御部から運転停止信号を出力する。なお、冷却水を常時供給しつつ、その流量を増減させることにより温度調節を行ってもよい。これにより、クーリングプレート１３０の表面温度が４０℃に保持される。
【００５４】
このクーリングプレート１３０により、基板２２０が４０℃程度にまで冷却され、さらに基板２２０に塗布された液晶が４０℃程度にまで冷却される。これにより、液晶の粘度が上昇して、濡れ広がり速度が低下する。その結果、基板２２０に塗布された液晶が、シール材と接触しうる位置まで濡れ広がる前に、濡れ広がりを抑制することができる。なお、基板２２０の冷却開始時期を調節することにより、図７の右下に示すように、シール材と接触する直前の位置において液晶２５０の濡れ広がりを停止させることも可能である。
【００５５】
次に、図７の右下に示すカラーフィルタ基板２２０と、図７の右上に示すＴＦＴアレイ基板２１０とを貼り合せる。その前に、ＴＦＴアレイ基板２１０の画像表示領域の周辺部に、硬化前の熱硬化性樹脂等からなるシール材２５２を塗布しておく。シール材２５２の塗布は、スクリーン印刷やディスペンサ等によって行う。なお、基板間のギャップを一定とするため、シール材中に粒子を含ませてもよい。
【００５６】
そして、両基板間のギャップが均一となるように調整を図りながら、真空中で両基板の貼り合わせを行う。さらに、加熱炉において約１２０℃で１０分程度加熱することにより、シール材２５２を硬化させて両基板を接着する。上述したように本実施形態では、カラーフィルタ基板２２０に塗布された液晶２５０が、ＴＦＴアレイ基板２１０に塗布されたシール材２５２と接触しうる位置まで濡れ広がる前に、液晶２５０の濡れ広がりを抑制している。したがって、シール材２５２による貼り合わせ位置を越えて液晶２５０が濡れ広がることがなくなり、液晶セル内の液晶量が不足して塗り残しが発生したり、両基板の貼り合わせ不良が発生したりすることがない。また、硬化前のシール材２５２と液晶２５０との接触機会が減少するので、液晶に異物が混入する可能性を低減することが可能になり、液晶の配向機能の低下および表示ムラの発生を防止することができる。
以上により、図３に示す液晶装置２００が完成する。
【００５７】
以上に詳述したように、液晶が塗布される基板を予備加熱する予備加熱部を有する構成としたので、液状体の濡れ広がり速度を向上させることができる。また、基板に塗布された液晶を冷却する冷却部を有する構成としたので、液状体の濡れ広がり速度を低下させることができる。このように、本実施形態の液滴吐出ユニットにより、液晶の濡れ広がり速度を制御することができる。また、塗布部におけるステージおよび液滴吐出ヘッドに温度調節手段を設け、また基板の搬送手段にも温度調節手段を設けたので、液晶の温度管理を迅速に行うことができる。したがって、液滴塗布工程のスループットを向上させることができる。
【００５８】
なお本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板２１０にシール材２５２を塗布し、カラーフィルタ基板２２０に液晶２５０を塗布して、両基板を貼り合せた。しかしこれとは逆に、カラーフィルタ基板２２０にシール材２５２を塗布し、ＴＦＴアレイ基板２１０に液晶２５０を塗布して、両基板を貼り合せてもよい。
【００５９】
［電子機器］
次に、液晶装置を備えた電子機器の例について、図８を用いて説明する。図８は、携帯電話の斜視図である。上記の方法で形成した液晶装置は、携帯電話３０００の筐体内部に配置されている。
【００６０】
なお、上記の方法で形成した液晶装置は、携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。
【００６１】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】液滴吐出ユニットのブロック図である。
【図２】液晶装置のカラーフィルタ基板を取り外した状態の平面図である。
【図３】図２のＨ−Ｈ′線に相当する部分における液晶装置の側面断面図である。
【図４】液滴吐出装置の概略的な外観斜視図である。
【図５】インクジェットヘッドの構造例の説明図である。
【図６】ピエゾ素子の駆動電圧波形と、その駆動電圧に対応したインクジェットヘッドの動作を示す概略図である。
【図７】実施形態に係る液晶装置の製造方法の説明図である。
【図８】携帯電話の斜視図である。
【符号の説明】
１０液滴吐出装置  １２０多段式オーブン  １２５第１ロボットアーム  １３０クーリングプレート  １３５第２ロボットアーム  ２２０基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005007266.tif 000008
【図７】
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【図８】
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